电镀添加剂在吸附过程中在阴极表面形成一层阻化膜,从而增强极化。
(1)有机添加剂的加入为什么会使阴极极化作用增加?
答:有机添加剂通过物理吸附和化学吸附的方式吸附在阴极表面,抑制镀液中金属离子或金属配位离子在阴极表面还原析出,使阴极的超电位升高,以达到增加阴极极化的目的。
(2)阴极极化作用的增加,为什么有利于金属镍晶核的生成?
答:阴极极化作用的增加会抑制晶核的生长,而促使新的晶核的生成,细化晶粒,以得到光亮的镍镀层。
(3)有机添加剂是如何减少阴极氢气的析出?
答:增加阴极极化作用。
(4)有机添加剂加入,对阴极镀层的电阻有何影响?
答:(1)降低溶液的表面张力;
(2)改善溶液对电极的润湿作用;
(3)改变电极反应的过电压;
(4)使镀层光亮及平滑;
(5)使镀层晶粒细化及改变晶粒取向;
(6)改变镀层的内应力、硬度、延展性等力学性能;
(7)防止镀层产生针孔和凹洞;
(8)促使光亮剂分散到镀液中;
(9)消除溶液的泡沫及防止雾的产生。
镀件这东西是立体的就一定存在高电流区和低电流区,两者的电流大小不一样从而还原出来的物质的多少也不一样,高电流区还原的镀层多,低区就少,所以就不均匀。
加入电镀添加剂就能加他们的电阻,从而使高区跟低区的电流大小接近相似,所以高区、低区的镀层就能均匀了,在微观上,要镀件光亮填平就要说道“平滑细晶原理”,电阻越大,通过的电流就越小,还原的东西也越小越慢,假如是镀镍的话,镍离子还原成镍,形成所谓的“晶核”,电阻越大,还原越慢,镍还原越慢,还原后生成的“晶核”就生长的越慢“其实就是镍在上面堆积”,所以晶核长的小,同时咬牙还原就生成新的“晶核”,同样晶核不长大,不断生成由有晶核间隙而生产的新的凹凸不平。
这样填平好,肉眼看不出来就就平滑,同时晶核小,就是细晶这样就光亮,这两者是联合起来看的,不能单独的说。
电镀添加剂包括无机添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)两大类。
早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类,随后有机物才逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位。
按功能分类,电镀添加剂可分为光亮剂、整平剂、应力消除剂和润湿剂等。
不同功能的添加剂一般具有不同的结构特点和作用机理,但多功能的添加剂也较常见,例如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一作用机理。
电镀添加剂的作用机理
金属的电沉积过程是分步进行的:首先是电活性物质粒子迁移至阴极附近的外赫姆霍兹层,进行电吸附,然后,阴极电荷传递至电极上吸附的部分去溶剂化离子或简单离子,形成吸附原子,最后,吸附原子在电极表面上迁移,直到并入晶格。
上述的第一个过程都产生一定的过电位(分别为迁移过电位、
活化过电位和电结晶过电位)。
只有在一定的过电位下,金属的电沉积过程才具有足够高的晶粒成核速率、中等电荷迁移速率及提足够高的结晶过电位,从而保证镀层平整致密光泽、与基体材料结合牢固。
而恰当的电镀添加剂能够提高金属电沉积的过电位,为镀层质量提供有力的保障。
1、扩散控制机理
在大多数情况下,添加剂向阴极的扩散(而不是金属离子的扩散)决定着金属的电沉积速率。
这是因为金属离子的浓度一般为添加剂浓度的100~105倍,对金属离子而言,电极反应的电流密度远远低于其极限电流密度。
在添加剂扩散控制情况下,大多数添加剂粒子扩散并吸附在电极表面张力较大的凸突处、活性部位及特殊的晶面上,致使电极表面吸附原子迁移到电极表面凹陷处并进入晶格,从而起到整平光亮作用。
2、非扩散控制机理
根据电镀中占统治地位的非扩散因素,可将添加剂的非扩散控制机理分为电吸附机理、络合物生成机理(包括离子桥机理)、离子对机理、改变赫姆霍兹电位机理、改变电极表面张力机理等多种。